(57)【要約】【課題】  精密に駆動する平面ステージモータを自動的に脱調状態から復帰することができる平面ステージの自己脱調復帰方法を提供すること。【解決手段】  ステージ可動部を平面モータ駆動方式で駆動するステージ装置において、前記ステージ装置の固定部に対して保持力を発生させる保持機構と、前記保持機構を平面に直交する軸方向に直動する上下機構と、前記ステージ可動部に対して前記保持機構を平面に直交する軸に回転する回転機構と、を有する脱調復帰機構を前記ステージ可動部に設ける。【選択図】        図１
2006245484.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステージ可動部を平面モータ駆動方式で駆動するステージ装置において、前記ステージ装置の固定部に対して保持力を発生させる保持機構と、前記保持機構を平面に直交する軸方向に直動する上下機構と、前記ステージ可動部に対して前記保持機構を平面に直交する軸に回転する回転機構と、を有する脱調復帰機構を前記ステージ可動部に設けたことを特徴とするステージ装置。
【請求項２】
前記ステージ装置において、前記平面モータ駆動方式は、前記ステージ装置の固定部に直交する座標軸の２軸に沿って碁盤目状に設けた凸極を備えた平板上のプラテンと、前記ステージ可動部に直交する座標軸の各軸に移動磁界を発生する電磁駆動部を設けて前記プラテン上を移動する平面パルスモータ駆動方式であることを特徴とする請求項１記載のステージ装置。
【請求項３】
前記ステージ装置において、前記平面モータ駆動方式は、前記ステージ装置の固定部にコイルを配置し、前記ステージ可動部に磁石群を配置し、ローレンツ力により前記ステージ可動部を駆動する平面ローレンツモータ駆動方式であることを特徴とする請求項１記載のステージ装置。
【請求項４】
前記ステージ装置において、前記ステージ装置は１つ以上のステージ可動部を有していることを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載のステージ装置。
【請求項５】
前記ステージ装置において、各々の前記ステージ可動部は１つ以上の前記脱調復帰機構を有していることを特徴とする請求項１乃至４いずれか記載のステージ装置。
【請求項６】
前記ステージ装置において、前記ステージ装置の固定部に対して保持力を発生させる前記保持機構は、電磁気力により前記ステージ装置の固定部に対して保持力を発生させることを特徴とする請求項１乃至５いずれか記載のステージ装置。
【請求項７】
前記ステージ装置において、前記ステージ装置の固定部に対して保持力を発生させる前記保持機構は、真空吸着力により前記ステージ装置の固定部に対して保持力を発生させることを特徴とする請求項１乃至５いずれか記載のステージ装置。
【請求項８】
前記ステージ装置において、前記ステージ装置の固定部に対して保持力を発生させる前記保持機構は、摩擦力により前記ステージ装置の固定部に対して保持力を発生させることを特徴とする請求項１乃至５いずれか記載のステージ装置。
【請求項９】
前記ステージ装置において、前記保持機構を平面に直交する軸方向に直動する前記上下機構は、前記ステージ可動部を脱調復帰駆動するときは前記保持機構を前記ステージ機構の固定部に接触させる、または、近傍まで近づけることを特徴とする請求項１乃至８いずれか記載のステージ装置。
【請求項１０】
前記ステージ装置において、前記保持機構を平面に直交する軸方向に直動する前記上下機構は、前記ステージ可動部を脱調復帰駆動するとき以外は前記保持機構を前記ステージ機構の固定部から離隔することを特徴とする請求項１乃至９いずれか記載のステージ装置。
【請求項１１】
前記ステージ装置において、前記ステージ可動部に対して前記保持機構を平面に直交する軸に回転する前記回転機構は、前記保持機構が前記ステージ装置の固定部に対して保持力を発生した状態で回転することにより、前記ステージ装置の固定部に対して前記ステージ可動部を回転させて脱調復帰を行うことを特徴とする請求項１乃至１０いずれか記載のステージ装置。
【請求項１２】
前記ステージ装置において、前記ステージ可動部に対して前記保持機構を平面に直交する軸に回転する前記回転機構は、前記ステージ可動部の位置を計測する計測機構の計測結果に基づき、前記ステージ装置の固定部に対して前記ステージ可動部を回転させて脱調復帰を行うことを特徴とする請求項１乃至１１いずれか記載のステージ装置。
【請求項１３】
平面パルスモータ駆動機構である前記ステージ装置において、前記ステージ可動部に対して前記保持機構を平面に直交する軸に回転する前記回転機構は、前記ステージ可動部の位置を計測する計測機構の計測結果に基づき、前記ステージ装置の固定部に対して前記ステージ可動部を脱調復帰近傍まで回転させ、脱調復帰までの残りの回転は前記固定部の凸極と前記ステージ可動部の電磁駆動部との間に働く磁気吸引力の力により自動的に回転させることを特徴とする請求項１乃至１２いずれか記載のステージ装置。
【請求項１４】
前記ステージ装置において、前記ステージ可動部の位置を計測する計測機構は、前記ステージ可動部と前記ステージ可動部に接続されるケーブルベア部の傾きを検出することにより、前記ステージ可動部の平面に直交する軸における回転量を計測することを特徴とする請求項１乃至１３いずれか記載のステージ装置。
【請求項１５】
平面パルスモータ駆動機構である前記ステージ装置において、前記ステージ可動部の位置を計測する計測機構は、平面パルスモータ駆動方式で前記固定部の凸極と前記ステージ可動部の電磁駆動部との間に働く磁気吸引力を前記回転機構の回転トルクで検出することにより、前記ステージ可動部の平面に直交する軸における回転量を計測することを特徴とする請求項１、２、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３のうちいずれか記載のステージ装置。
【請求項１６】
平面ローレンツモータ駆動機構である前記ステージ装置において、前記ステージ可動部の位置を計測する前記計測機構は、前記回転機構により前記ステージ可動部を回転する時に発生する前記固定部に配置されたコイルの逆起電力を検出することにより、前記ステージ可動部の平面に直交する軸における回転量および平面方向の座標を計測することを特徴とする請求項１、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２のうちいずれか記載のステージ装置。
【請求項１７】
平面ローレンツモータ駆動機構である前記ステージ装置において、前記ステージ可動部の位置を計測する前記計測機構は、前記回転機構により前記ステージ可動部を回転する時に発生する前記固定部に配置されたコイルの逆起電力を発生しているコイルの個数により、前記ステージ可動部の平面に直交する軸における回転量および平面方向の座標を計測することを特徴とする請求項１、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１６のうちいずれか記載のステージ装置。
【請求項１８】
平面ローレンツモータ駆動機構である前記ステージ装置において、前記ステージ可動部の位置を計測する前記計測機構は、前記回転機構により前記ステージ可動部を回転する時に発生する前記固定部に配置されたコイルに発生している逆起電力量により、前記ステージ可動部の平面に直交する軸における回転量および平面方向の座標を計測することを特徴とする請求項１、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１６、１７のうちいずれか記載のステージ装置。
【請求項１９】
前記ステージ装置において、前記ステージ可動部の位置を計測する前記計測機構は、前記ステージ可動部に受光素子を配置し、前記ステージ可動部の外部からの複数の計測光の位置を前記受光素子で計測することにより、前記ステージ可動部の平面に直交する軸における回転量および平面方向の座標を計測することを特徴とする請求項１乃至１３いずれか記載のステージ装置。
【請求項２０】
前記計測機構の前記ステージ可動部に配置した受光素子は、前記ステージ可動部の第１側面に受光素子を１つ以上配置し、前記ステージ可動部の第１の側面に直交する第２側面に受光素子を２つ以上配置することを特徴とする請求項１９記載のステージ装置。
【請求項２１】
前記計測機構の前記ステージ可動部に配置した受光素子は、前記ステージ可動部の第１側面にリニア受光素子を１つ以上配置し、前記ステージ可動部の第１側面に直交する第２側面に受光素子を１つ以上配置することを特徴とする請求項１９記載のステージ装置。
【請求項２２】
前記計測機構の前記ステージ可動部に配置した受光素子は、ステージ可動部の第１側面にリニア受光素子を１つ以上配置し、前記ステージ可動部の第１側面に直交する第２側面にリニア受光素子を１つ以上配置することを特徴とする請求項１９記載のステージ装置。
【請求項２３】
前記計測機構の外部からの複数の計測光は、前記ステージ可動部の第１の側面に平行に１軸方向に駆動する第１の投光手段と、前記ステージ可動部の第２の側面に平行に１軸方向に駆動する第２の投光手段により、前記ステージ可動部の受光素子に対して照射されることを特徴とする請求項１９乃至２２いずれか記載のステージ装置。
【請求項２４】
前記計測機構の外部からの複数の計測光は、前記ステージ可動部の第１側面のリニア受光素子に常に一つ以上の計測光が入射するように配置された複数個の投光手段と、前記ステージ可動部の第２側面のリニア受光素子に常に一つ以上の計測光が入射するように配置された複数個の投光手段により、前記ステージ可動部の受光素子に対して照射されることを特徴とする請求項１９又は２２に記載のステージ装置。
【請求項２５】
前記ステージ装置において、前記ステージ可動部の位置を計測する前記計測機構は、前記ステージ可動部に２つ以上の発光素子を配置し、ステージ可動部可動領域全域を認識するように配置した１つ以上の２次元受光素子で前記ステージ可動部上の前記発光素子を計測することにより、前記ステージ可動部の平面に直交する軸における回転量および平面方向の座標を計測することを特徴とする請求項１乃至１３いずれか記載のステージ装置。
【請求項２６】
前記ステージ装置において、前記ステージ可動部の位置を計測する前記計測機構は、前記ステージ可動部に２つ以上の発光素子を配置し、前記ステージ可動部の外部に配置しステージ可動部可動領域全域を認識するように１次元受光素子を１軸方向に走査することで、前記ステージ可動部上の前記発光素子を計測することにより、前記ステージ可動部の平面に直交する軸における回転量および平面方向の座標を計測することを特徴とする請求項１乃至１３いずれか記載のステージ装置。
【請求項２７】
平面パルスモータ駆動機構である前記ステージ装置において、前記ステージ可動部の位置を計測する前記計測機構は、前記ステージ可動部に前記固定部の凸極を検出する機構を設け、検出した前記固定部の凸極の個数により、前記ステージ可動部の平面に直交する軸における回転量および平面方向の座標を計測することを特徴とする請求項１、２、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３のうちいずれか記載のステージ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体露光装置及び液晶露光装置に使用され、ウェハもしくは基板もしくはレチクル原版等を移動させるステージ装置に関するもの、及び、平面モータを用いたステージ機構の可動部の位置不定からの復帰方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図２０は従来の半導体露光装置を表した図である。
【０００３】
半導体露光装置は、原版である３．レチクルを保持する４．レチクルステージ、３．レチクル上露光光を照射する６．照明系部、露光される１．ウェハを保持する２．ウェハステージ、３．レチクルからの露光光を所定の倍率で１．ウェハに投影する５．投影光学系、１．ウェハ上のアライメントマーク及びステージ上の基準マークを計測し１．ウェハ内のアライメントと１．ウェハと３．レチクル間のアライメントを行う８．アライメント光学系、床から除振手段を介して各々の構成要素を保持している７．本体構造体により構成されている。
【０００４】
以上のような構成において、不図示のウェハ搬送系により供給された１．ウェハを６．照明系部より照射した光は４．レチクルステージ上の３．レチクルを通過し、５．投影光学系により所定の倍率に変化させて２．ウェハステージ上にある１．ウェハにレチクルパターンが転写される。半導体露光製造システムは露光方式によりステッパとスキャナがある。ステッパでは８．アライメント光学系により３．レチクルに対する目標位置を不図示の干渉計データに変換し、この干渉計データを目標にして２．ウェハステージと４．レチクルステージを所望の位置で静止させてレチクルパターンを１．ウェハ上に転写を行っており、スキャナでは２．ウェハステージと４．レチクルステージを８．アライメント光学系により３．レチクルに対する目標位置を不図示の干渉計データに変換し、この干渉計データを目標にして所望の位置で同期駆動させて、レチクルパターンを１．ウェハ上に転写を行っている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
前記半導体露光装置において従来のウェハステージ、レチクルステージの可動部駆動方式として、Ｘ方向のガイド面に沿ってＸ方向にリニアモータ等で駆動するＸ駆動系と、Ｙ方向のガイド面に沿ってＹ方向にリニアモータ等で駆動するＹ駆動系と、を組み合わせてＸＹ方向に駆動するＸＹステージクロスバータイプ駆動方式が一般的である。その他の方式として可動ステージをＸＹ方向のガイドレスで平面駆動することのできるステージ駆動方式として、平面パルスモータ駆動方式、平面ローレンツモータ駆動方式等がある。ウェハステージ、レチクルステージの駆動方式を平面ステージ駆動方式にすることにより、ステージ本体の軽量化及び小型化、システムの簡略化及びシーケンスの自由度の向上、可動部の形状の簡略化による可動部の軽量化及び可動剛性向上等の利点がある。
【０００６】
図２１は平面パルスモータ駆動方式の一例の概略図を表した図で、図２１（ａ）は平面パルスモータ駆動方式上面図を表しており、図２１（ｂ）は平面パルスモータ駆動方式側面図を表している。
【０００７】
平面パルスモータ駆動方式は、直交するＸＹ軸にそれぞれ平行に碁盤目上に１１．凸部を備えた平面上の１０．プラテン部を固定定盤上に構成する。この１０．プラテン部の１１．凸部の面に所定の空隙を保って摺動自在に配置された９．可動ステージにＸ軸に対称に１２．Ｘ電磁駆動ユニット、Ｙ軸に対称に１３．Ｙ電磁駆動ユニットが配置され、各々の電磁駆動ユニットにパルス又は正弦波電流指令に応じた移動磁界を発生させることにより、１０．プラテン部上の碁盤目状の１１．凸部との間に磁気吸引力を発生させて９．可動ステージ部がＸＹ方向に駆動する。１０．プラテン部の１１．凸部間の溝を１４．樹脂等で埋めて１０．プラテン部表面を平らにすることにより、９．可動ステージに設けた不図示のエアーベアリングにより所定の空隙を保って９．可動ステージを保持しＸＹ方向にガイドレスで駆動することができる。
【０００８】
図２２は平面ローレンツモータ駆動方式の一例の概略図を表した図である。
【０００９】
平面ローレンツモータ駆動方式は、直交するＸＹ軸にそれぞれ平行にコイルを配置した１９．コイル部を固定定盤上に構成する。この１９．コイル部の上面に所定の空隙を保って摺動自在に配置された９．可動ステージ下面にハルバッハ式に磁石が配列された１５．磁石群を複数個配置する。Ｘ軸方向に駆動する時は、１６．Ｘ推力発生コイルに電流を流すことで１６．Ｘ推力発生コイルに対応するＹ軸対称に配置された１５．磁石群にローレンツ力を発生させて、９．可動ステージをＸ方向に駆動する。同様にＹ軸方向に駆動する時は、１７．Ｙ推力発生コイルに電流を流すことで１７．Ｙ推力発生コイルに対応するＸ軸対称に配置された１５．磁石群にローレンツ力を発生させて９．可動ステージをＹ方向に駆動する。同様にωＺ軸方向に駆動する時は、１８．ωＺ推力発生コイルに電流を流すことで１８．ωＺ推力発生コイルに対応するＸ軸非対称に配置された１５．磁石群にローレンツ力を発生させて９．可動ステージをωＺ方向に駆動する。このように１６．Ｘ推力発生コイル、１７．Ｙ推力発生コイル、１８．ωＺ推力発生コイルに流す電流値を制御することにより、９．可動ステージをＸ、Ｙ、ωＺ方向に駆動することが可能である。コイル状面を平らにすることにより、９．可動ステージに設けたエアーベアリングにより所定の空隙を保って可動部を保持しＸＹ方向にガイドレスで駆動することができるし、Ｚ推力発生用のコイル及び磁石を配置することによりＺ方向にローレンツ力で浮上することも可能である。
【特許文献１】特開２００２−１７５９６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前記２方式の平面駆動方式において、通常状態では前記２方式のモータは下記理由によりωＺ方向に位置不定になることはない。
【００１１】
平面パルスモータ駆動方式では、１０．プラテン部の１１．凸部と９．可動ステージの１２、１３．Ｘ、Ｙ電磁駆動ユニットの吸引力によりディテントトルクが発生し、Ｘ、Ｙ、ωＺ方向に自己保持力を持っているので、ωＺ方向に位置が不定になることはない。平面ローレンツモータ駆動方式では、１８．ωＺ推力発生コイルによりωＺ方向の駆動力を発生することができるため、ωＺ方向を常に制御して駆動することができるので、ωＺ方向の位置が不定にならない。
【００１２】
しかし各々平面モータ駆動方式では可動ステージをＸＹ方向に拘束するガイドがないため、９．可動ステージに不慮の外力が加わると９．可動ステージがωＺ方向に回転し、９．可動ステージのωＺ方向に位置不定になった場合、各々の平面モータ駆動方式では下記理由により自己復帰することができない。
【００１３】
平面パルスモータ駆動方式ではＸＹ軸に対して９．可動ステージが傾斜すると、１０．プラテン部の１１．凸部と９．可動ステージの１２、１３．Ｘ、Ｙ電磁駆動ユニットの磁極のピッチが制御を行う位置関係から狂うため、９．可動ステージを移動することができない状態、すなわち脱調した状態に陥ってしまう。平面ローレンツモータ駆動方式ではＸＹ軸に対して９．可動ステージが傾斜すると、各推力発生コイルと９．可動ステージの１５．磁石群が制御を行う位置関係から狂うため、９．可動ステージを移動することができない状態、すなわち脱調した状態に陥ってしまう。
【００１４】
このように各々の平面モータ駆動方式において脱調した場合、各モータの駆動力では自己復帰することができないため、人手により９．可動ステージの位置を調整し矯正して脱調しない位置に復帰させている。
【００１５】
本発明はこのような問題に鑑みなされたものであり、精密に駆動する平面ステージモータを自動的に脱調状態から復帰することができる平面ステージの自己脱調復帰方法並びにステージ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記目的を達成するため、本発明に係る第１の発明は、ステージ可動部を平面モータ駆動方式で駆動するステージ装置において、前記ステージ装置の固定部に対して保持力を発生させる保持機構と、前記保持機構を平面に直交する軸方向に直動する上下機構と、前記ステージ可動部に対して前記保持機構を平面に直交する軸に回転する回転機構と、を有する脱調復帰機構を前記ステージ可動部に設けたことを特徴とする。
【００１７】
請求項２の発明では、前記ステージ装置において、前記平面モータ駆動方式は、前記ステージ装置の固定部に直交する座標軸の２軸に沿って碁盤目状に設けた凸極を備えた平板上のプラテンと、前記ステージ可動部に直交する座標軸の各軸に移動磁界を発生する電磁駆動部を設けて前記プラテン上を移動する平面パルスモータ駆動方式であることを特徴とする。
【００１８】
請求項３の発明では、前記ステージ装置において、前記平面モータ駆動方式は、前記ステージ装置の固定部にコイルを配置し、前記ステージ可動部に磁石群を配置し、ローレンツ力により前記ステージ可動部を駆動する平面ローレンツモータ駆動方式であることを特徴とする。
【００１９】
請求項４の発明では、前記ステージ装置において、前記ステージ装置は１つ以上のステージ可動部を有していることを特徴とする。
【００２０】
請求項５の発明では、前記ステージ装置において、各々の前記ステージ可動部は１つ以上の前記脱調復帰機構を有していることを特徴とする。
【００２１】
請求項６の発明では、前記ステージ装置において、前記ステージ装置の固定部に対して保持力を発生させる前記保持機構は、電磁気力により前記ステージ装置の固定部に対して保持力を発生させることを特徴とする。
【００２２】
請求項７の発明では、前記ステージ装置において、前記ステージ装置の固定部に対して保持力を発生させる前記保持機構は、真空吸着力により前記ステージ装置の固定部に対して保持力を発生させることを特徴とする。
【００２３】
請求項８の発明では、前記ステージ装置において、前記ステージ装置の固定部に対して保持力を発生させる前記保持機構は、摩擦力により前記ステージ装置の固定部に対して保持力を発生させることを特徴とする。
【００２４】
請求項９の発明では、前記ステージ装置において、前記保持機構を平面に直交する軸方向に直動する前記上下機構は、前記ステージ可動部を脱調復帰駆動するときは前記保持機構を前記ステージ機構の固定部に接触させる、または、近傍まで近づけることを特徴とする。
【００２５】
請求項１０の発明では、前記ステージ装置において、前記保持機構を平面に直交する軸方向に直動する前記上下機構は、前記ステージ可動部を脱調復帰駆動するとき以外は前記保持機構を前記ステージ機構の固定部から離隔することを特徴とする。
【００２６】
請求項１１の発明では、前記ステージ装置において、前記ステージ可動部に対して前記保持機構を平面に直交する軸に回転する前記回転機構は、前記保持機構が前記ステージ装置の固定部に対して保持力を発生した状態で回転することにより、前記ステージ装置の固定部に対して前記ステージ可動部を回転させて脱調復帰を行うことを特徴とする。
【００２７】
請求項１２の発明では、前記ステージ装置において、前記ステージ可動部に対して前記保持機構を平面に直交する軸に回転する前記回転機構は、前記ステージ可動部の位置を計測する計測機構の計測結果に基づき、前記ステージ装置の固定部に対して前記ステージ可動部を回転させて脱調復帰を行うことを特徴とする。
【００２８】
請求項１３の発明では、平面パルスモータ駆動機構である前記ステージ装置において、前記ステージ可動部に対して前記保持機構を平面に直交する軸に回転する前記回転機構は、前記ステージ可動部の位置を計測する計測機構の計測結果に基づき、前記ステージ装置の固定部に対して前記ステージ可動部を脱調復帰近傍まで回転させ、脱調復帰までの残りの回転は前記固定部の凸極と前記ステージ可動部の電磁駆動部との間に働く磁気吸引力の力により自動的に回転させることを特徴とする。
【００２９】
請求項１４の発明では、前記ステージ装置において、前記ステージ可動部の位置を計測する前記計測機構は、前記ステージ可動部と前記ステージ可動部に接続されるケーブルベア部の傾きを検出することにより、前記ステージ可動部の平面に直交する軸における回転量を計測することを特徴とする。
【００３０】
請求項１５の発明では、平面パルスモータ駆動機構である前記ステージ装置において、前記ステージ可動部の位置を計測する前記計測機構は、平面パルスモータ駆動方式で前記固定部の凸極と前記ステージ可動部の電磁駆動部との間に働く磁気吸引力を前記回転機構の回転トルクで検出することにより、前記ステージ可動部の平面に直交する軸における回転量を計測することを特徴とする。
【００３１】
請求項１６の発明では、平面ローレンツモータ駆動機構である前記ステージ装置において、前記ステージ可動部の位置を計測する前記計測機構は、前記回転機構により前記ステージ可動部を回転する時に発生する前記固定部に配置されたコイルの逆起電力を検出することにより、前記ステージ可動部の平面に直交する軸における回転量および平面方向の座標を計測することを特徴とする。
【００３２】
請求項１７の発明では、平面ローレンツモータ駆動機構である前記ステージ装置において、前記ステージ可動部の位置を計測する前記計測機構は、前記回転機構により前記ステージ可動部を回転する時に発生する前記固定部に配置されたコイルの逆起電力を発生しているコイルの個数により、前記ステージ可動部の平面に直交する軸における回転量および平面方向の座標を計測することを特徴とする。
【００３３】
請求項１８の発明では、平面ローレンツモータ駆動機構である前記ステージ装置において、前記ステージ可動部の位置を計測する前記計測機構は、前記回転機構により前記ステージ可動部を回転する時に発生する前記固定部に配置されたコイルに発生している逆起電力量により、前記ステージ可動部の平面に直交する軸における回転量および平面方向の座標を計測することを特徴とする。
【００３４】
請求項１９の発明では、前記ステージ装置において、前記ステージ可動部の位置を計測する前記計測機構は、前記ステージ可動部に受光素子を配置し、前記ステージ可動部の外部からの複数の計測光の位置を前記受光素子で計測することにより、前記ステージ可動部の平面に直交する軸における回転量および平面方向の座標を計測することを特徴とする。
【００３５】
請求項２０の発明では、前記計測機構の前記ステージ可動部に配置した受光素子は、前記ステージ可動部の第１側面に受光素子を１つ以上配置し、前記ステージ可動部の第１の側面に直交する第２側面に受光素子を２つ以上配置することを特徴とする。
【００３６】
請求項２１の発明では、前記計測機構の前記ステージ可動部に配置した受光素子は、前記ステージ可動部の第１側面にリニア受光素子を１つ以上配置し、前記ステージ可動部の第１側面に直交する第２側面に受光素子を１つ以上配置することを特徴とする。
【００３７】
請求項２２の発明では、前記計測機構の前記ステージ可動部に配置した受光素子は、ステージ可動部の第１側面にリニア受光素子を１つ以上配置し、前記ステージ可動部の第１側面に直交する第２側面にリニア受光素子を１つ以上配置することを特徴とする。
【００３８】
請求項２３の発明では、前記計測機構の外部からの複数の計測光は、前記ステージ可動部の第１の側面に平行に１軸方向に駆動する第１の投光手段と、前記ステージ可動部の第２の側面に平行に１軸方向に駆動する第２の投光手段により、前記ステージ可動部の受光素子に対して照射されることを特徴とする。
【００３９】
請求項２４の発明では、前記計測機構の外部からの複数の計測光は、前記ステージ可動部の第１側面のリニア受光素子に常に一つ以上の計測光が入射するように配置された複数個の投光手段と、前記ステージ可動部の第２側面のリニア受光素子に常に一つ以上の計測光が入射するように配置された複数個の投光手段により、前記ステージ可動部の受光素子に対して照射されることを特徴とする。
【００４０】
請求項２５の発明では、前記ステージ装置において、前記ステージ可動部の位置を計測する前記計測機構は、前記ステージ可動部に２つ以上の発光素子を配置し、ステージ可動部可動領域全域を認識するように配置した１つ以上の２次元受光素子で前記ステージ可動部上の前記発光素子を計測することにより、前記ステージ可動部の平面に直交する軸における回転量および平面方向の座標を計測することを特徴とする。
【００４１】
請求項２６の発明では、前記ステージ装置において、前記ステージ可動部の位置を計測する前記計測機構は、前記ステージ可動部に２つ以上の発光素子を配置し、前記ステージ可動部の外部に配置しステージ可動部可動領域全域を認識するように１次元受光素子を１軸方向に走査することで、前記ステージ可動部上の前記発光素子を計測することにより、前記ステージ可動部の平面に直交する軸における回転量および平面方向の座標を計測することを特徴とする。
【００４２】
請求項２７の発明では、平面パルスモータ駆動機構である前記ステージ装置において、前記ステージ可動部の位置を計測する前記計測機構は、前記ステージ可動部に前記固定部の凸極を検出する機構を設け、検出した前記固定部の凸極の個数により、前記ステージ可動部の平面に直交する軸における回転量および平面方向の座標を計測することを特徴とする。
【発明の効果】
【００４３】
本発明によれば、平面モータ駆動方式を用いたステージ装置において、可動ステージに不慮の外力等により可動ステージがωＺ方向に回転して脱調した状態に陥ってしまっても、可動ステージに設けた保持回転機能を持った自己脱調復帰機構を用いて可動ステージを脱調した状態から自動的に復帰することができる。また可動ステージ位置検出方法を用いて可動ステージの現在位置を検出することができるので、安全にかつ正確に自己脱調復帰機構を用いた可動ステージの脱調状態からの自動的に復帰を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下、図面により本発明の実施例を説明する。
【実施例】
【００４５】
図１は、本発明の第１実施例に係る平面モータステージの自己脱調復帰機構概略図で、図１（ａ）は平面モータステージ上面図を表しており、図１（ｂ）は平面モータステージ側面図を表している。
【００４６】
平面モータステージは２０．固定定盤上に９．可動ステージがあり、９．可動ステージにある不図示のエアーベアリングで浮上している。前記平面モータステージは平面パルスモータ駆動方式もしくは平面ローレンツモータ駆動方式であり、平面パルスモータ駆動方式では、２０．固定定盤には凸部が形成された不図示のプラテン、９．可動ステージには不図示のＸＹ電磁駆動ユニットが構成されており、ＸＹ電磁駆動ユニットに移動磁界を発生させることにより９．可動ステージを図中のＸＹ方向の２方向に自由に移動することができる。平面ローレンツモータ駆動方式では、２０．固定定盤にはＸＹコイルを配置した不図示のコイル部が、９．可動ステージには不図示の磁石群が構成されており、ＸＹωＺコイルに流す電流を制御することにより９．可動ステージを図中のＸＹωＺ方向の３方向に自由に移動することができる。
【００４７】
９．可動ステージには、Ｘ軸方向に垂直に２１．Ｘバーミラ−、Ｙ軸方向に垂直に２４．Ｙバーミラーが構成されており、平面ステージモータ外の計測基準に取り付けられた２２．Ｘ干渉計及び２５．Ｙ、ωＺ干渉計により２１．Ｘバーミラー、２４．Ｙバーミラーに対してレーザー干渉計測光を照射して、９．可動ステージの現在位置を計測している。図１（ａ）では、２２．Ｘ干渉計より２１．Ｘバーミラに対して２３．Ｘ干渉計計測光を照射して９．可動ステージＸ位置を計測し、２５．Ｙ、ωＺ干渉計より２４．Ｙバーミラ−に対して２６．Ｙ干渉計計測光と２７．ωＺ干渉計計測光を照射して、２６．Ｙ干渉計計測光の計測値より９．可動ステージのＹ位置、２６．Ｙ干渉計計測光の計測値と２７．ωＺ干渉計計測光の計測値より９．可動ステージのωＺ位置を計測している。９．可動ステージが２０．固定定盤上のいずれの位置にあっても、２２．Ｘ干渉計からの２３．Ｘ干渉計計測光は２１．Ｘバーミラ−に照射されるような２１．Ｘバーミラ−の長さを有し、２５．Ｙ、ωＺ干渉計からの２６．Ｙ干渉計計測光と２７．ωＺ干渉計計測光とは２４．Ｙバーミラ−に照射されるような２４．Ｙバーミラ−の長さを有しているので、９．可動ステージは２０．固定定盤上の全域において、現在の位置を計測することが可能である。
【００４８】
９．可動ステージは２８．実装ケーブルベアにより、９．可動ステージへ信号及び電力を供給するケーブル類や、ＶＡＣやプレッシャーエアーなどの空圧用配管類や、９．可動ステージの熱源を温度調整するための冷却液配管類を接続している。２８．実装ケーブルベアは９．可動ステージと２９．可動側実装ケーブル接続部で接続されており、２０．固定定盤と３０．固定側実装ケーブル接続部と接続している。
【００４９】
以上のような構成の平面モータステージにおいて、９．可動ステージは自動的に脱調状態から復帰することができる３１．自己脱調復帰機構を有している。本図では９．可動ステージの側面に１つだけ構成されているが、９．可動ステージの各側面に３１．自己脱調復帰機構を複数個構成してもよい。また本図では９．可動ステージの側面に構成されているが、９．可動ステージ内部に構成されていてもよい。
【００５０】
図２は、第１実施例に係る自己脱調復帰機構のＡ−Ａ断面拡大図である。
【００５１】
本実施例において、３１．自己脱調復帰機構は９．可動ステージ側面に取り付けらており、３２．自己脱調復帰機構フランジ部と３３．回転機構と３６．上下駆動機構と３９．定盤保持部より構成されている。３２．自己脱調復帰機構フランジ部は９．可動ステージに取り付けられ、３３．回転機構と３６．上下駆動機構と３９．定盤保持部の保持を行っている。３２．自己脱調復帰機構フランジ部には３３．回転機構が取り付けられ、３２．自己脱調復帰機構フランジ部に取り付けられた３４．回転機構固定側に対して３５．回転機構回転側はωＺ方向に摺動自在に自由に回転することができる。
【００５２】
３３．回転機構の構成は３４．回転機構固定側に対して３５．回転機構回転側はωＺ方向摺動自在に回転することができれば何でも良く、ωＺ方向摺動手段としてベアリング、空気軸受け等でもよく、ωＺ方向駆動手段として中空モータ、ＡＣサーボモータ、ＤＣサーボモータ、パルスモータ、ベルトを介した回転機構等でもよい。但し、３４．回転機構固定側と３５．回転機構回転側との間の摺動手段はωＺ方向摺動自在に回転することができるが、３６．上下駆動機構の駆動を確実に伝達するためその他の方向の動きは規制されている。
【００５３】
３５．回転機構回転側には３６．上下駆動機構が取り付けられ、３６．上下駆動機構および３９定盤保持部は３５．回転機構回転側に取り付けられているので、３４．回転機構固定側に対して回転することが可能である。３５．回転機構回転側には取り付けられた３７上下駆動機構固定側に対して３８．上下駆動機構駆動側はＺ方向に摺動自在に駆動することができる。３６．上下駆動機構は３７上下駆動機構固定側に対して３８．上下駆動機構駆動側はＺ方向に摺動自在に駆動することができれば構成は何でも良く、Ｚ方向摺動手段としてエアガイド、リニアガイド、ボールブッシュ、リニアブッシュ等でもよく、Ｚ方向駆動手段としてボールネジと回転モータの組み合わせ、エアーシリンダ、リニアアクチュエータ等でもよい。但し、３７上下駆動機構固定側と３８．上下駆動機構駆動側との間の摺動手段はＺ方向摺動自在に駆動することができるが、３３．回転機構の回転を確実に伝達するためその他の方向の動きは規制されている。
【００５４】
３９．定盤保持部は２０．固定定盤に対して９．可動ステージを固定する手段であり、３８．上下駆動機構駆動側に３９．定盤保持部が取り付けられているので９．可動ステージに対してＺ方向駆動することができ、また３６．上下駆動機構および３９定盤保持部は３５．回転機構に取り付けられているので９．可動ステージに対してωＺ方向回転駆動することができる。すなわち３９．定盤保持部は９．可動ステージに対してωＺ方向及びＺ方向に自在に駆動することができる。
【００５５】
３９．定盤保持部を２０．固定定盤に固定することができれば３９．定盤保持部が２０．固定定盤を固定する方法は何でも良く、３９．定盤保持部下面に電磁チャックを埋め込み２０．固定定盤と３９．定盤保持部との間の電磁気力による固定方法、３９．定盤保持部下面に真空チャックを埋め込み２０．固定定盤と３９．定盤保持部との間の真空吸着力による固定方法、３６．上下駆動機構の押し付け力により２０．固定定盤と３９．定盤保持部の間に発生した摩擦力による固定手段等でもよい。
【００５６】
以上のような構成の３１．自己脱調復帰機構を用いた９．可動ステージの２０．固定定盤の保持及び回転を行う定盤保持回転シーケンスは図３に表している。図３（Ａ）のように９．可動ステージが通常ＸＹ駆動時は、３６．上下駆動機構により３９．定盤保持部を上方に固定されているので、３１．自己脱調復帰機構が２０．固定定盤に接触することはない。次に９可動ステージを３１．自己脱調復帰機構により２０．固定定盤の保持を行う。
【００５７】
図３（Ｂ）は３１．自己脱調復帰機構により２０．固定上盤の保持を行う図であり、３６．上下駆動機構により３８．上下駆動機構駆動側をＺ方向下方に駆動することにより３９定盤保持部を２０．固定上盤に接触させる。２０．固定定盤に接触した３９．定盤保持部は所定の保持方法（電磁チャック、真空吸着、摩擦保持など）で２０．固定定盤を保持することにより、９．可動ステージを３１．自己脱調復帰機構により２０．固定定盤に固定を行う。次に９可動ステージを３１．自己脱調復帰機構により２０．固定定盤に対して回転駆動を行う。
【００５８】
図３（Ｃ）は３１．自己脱調復帰機構により２０．固定上盤の保持を行った状態で回転駆動を行う図であり、３９．定盤保持部が２０．固定定盤を保持した状態で３３回転機構の回転駆動を行う。３４．回転駆動機構固定側に対して３５．回転駆動機構回転側が回転するのだが、３５．回転駆動機構回転側は３９定盤保持部を介して２０．固定上盤に固定されているので、３９．定盤保持部が２０．固定定盤を保持した状態で３３回転機構の回転駆動することにより、２０．固定定盤に対して９．可動ステージが回転する。３１．自己脱調復帰機構により９．可動ステージの所定の回転駆動が終了した段階で、３１．自己脱調復帰機構と２０．固定定盤の保持を解除させて、３１．自己脱調復帰機構を９．可動ステージが通常ＸＹ駆動時の状態に戻す。
【００５９】
図３（Ｄ）は３１．自己脱調復帰機構の定盤保持を終了し３１．自己脱調復帰機構と２０．固定定盤との接触を解除する図であり、３９．定盤保持部の所定の保持方法（電磁チャック、真空吸着、摩擦保持など）による２０．固定定盤の保持を解除する。次に３６．上下駆動機構により３８．上下駆動機構駆動側をＺ方向上方に駆動することにより３９定盤保持部が２０．固定上盤から離れる。３１．自己脱調復帰機構が２０．固定定盤に接触をしていないので、９．可動ステージは２０．固定定盤に対して通常ＸＹ駆動をおこなうことができる。
【００６０】
前記定盤保持回転シーケンスでは、３１．自己脱調復帰機構により２０．固定上盤の保持を行う際に、３６．上下駆動機構により３８．上下駆動機構駆動側をＺ方向下方に駆動することにより３９定盤保持部を２０．固定上盤に接触させたが、３６．上下駆動機構により３８．上下駆動機構駆動側をＺ方向下方に駆動することにより３９定盤保持部を２０．固定上盤の近傍まで移動させた状態で、３９．定盤保持部は所定の保持方法で２０．固定定盤を保持しても良い。
【００６１】
以上のような３１．自己脱調復帰機構を用いた９．可動ステージの２０．固定定盤の保持及び回転を行う定盤保持回転シーケンスを用いて、実際の３１．自己脱調復帰機構を用いた９．可動ステージの脱調状態からの復帰のシーケンスを図４に表す。図４（Ａ）は９．可動ステージに不慮の外力が加わると９．可動ステージがＸＹ軸に対してωＺ方向に回転し、９．可動ステージが脱調した状態に陥った図である。９．可動ステージがＸＹ軸に対してωＺ方向に回転した状態になると、平面パルスモータ駆動方式及び平面ローレンツ駆動方式のいずれの場合でも９．可動ステージを移動することができない。このような９．可動ステージが脱調した状態から正規のωＺ回転角で９．可動ステージが駆動できる状態に復帰するために３１．自己脱調復帰機構を用いる。３１．自己脱調復帰機構による９．可動ステージ自己復帰手段の第一段階として、３１．自己脱調復帰機構により９可動ステージを２０．固定定盤の保持固定を行う。
【００６２】
図４（Ｂ）は３１．自己脱調復帰機構により９可動ステージを２０．固定定盤の保持固定を行った図であり、図３（Ｂ）のように３１．自己脱調復帰機構の３６．上下駆動機構により３９定盤保持部をＺ方向下方に駆動し２０．固定上盤に接触させる。２０．固定定盤に接触した３９．定盤保持部は所定の保持方法で２０．固定定盤を保持することにより、９．可動ステージを３１．自己脱調復帰機構により２０．固定定盤に固定を行う。次に３１．自己脱調復帰機構による９．可動ステージ自己復帰手段の第二段階として、３１．自己脱調復帰機構により２０．固定上盤の保持を行った状態で９．可動ステージを回転させる。
【００６３】
図４（Ｃ）は３１．自己脱調復帰機構により２０．固定上盤の保持を行った状態で９．可動ステージを回転した図であり、図３（Ｃ）のように３９．定盤保持部が２０．固定定盤を保持した状態で３４．回転駆動機構固定側に対して３５．回転駆動機構回転側が回転することにより、図４（Ｃ）のように９．可動ステージの３１．自己脱調復帰機構の回転駆動に伴って９．可動ステージは２０．固定定盤の正規位置への回転駆動をすることができる。３１．自己脱調復帰機構により９．可動ステージを回転駆動するときは、不図示の可動ステージ回転角検出手段及び不図示の可動ステージＸＹ座標検出手段により２０．固定定盤上の脱調した９．可動ステージのＸＹωＺ座標を計測し、この９．可動ステージのＸＹωＺ座標より３１．自己脱調復帰機構により９．可動ステージを回転する回転角度を決定し、２０．固定定盤上の正規位置に９．可動ステージを復帰させる。
【００６４】
可動ステージの回転角検出手段及び可動ステージの不図示のＸＹ座標検出手段により２０．固定定盤上の９．可動ステージが脱調したＸＹωＺ座標を計測する手段は後の実施例にて説明を行う。次に３１．自己脱調復帰機構による９．可動ステージ自己復帰手段の第三段階として、３１．自己脱調復帰機構による２０．固定定盤の保持を解除させて、３１．自己脱調復帰機構を９．可動ステージが通常ＸＹ駆動時の状態に戻す。
【００６５】
図４（Ｄ）は３１．自己脱調復帰機構による２０．固定定盤の保持を解除させて、３１．自己脱調復帰機構を９．可動ステージが通常ＸＹ駆動時の状態に戻した図であり、図３（Ｄ）のように３１．自己脱調復帰機構の定盤保持を終了し３６．上下駆動機構により３９定盤保持部が２０．固定上盤から離す。３１．自己脱調復帰機構により２０．固定定盤上の正規位置に９．可動ステージを復帰し、且つ、２０．固定定盤に対して９．可動ステージの３１．自己脱調復帰機構が２０．固定定盤に接触をしていないので、９．可動ステージは２０．固定定盤に対して通常ＸＹ駆動を行うことができる。以上のようなシーケンスにより、３１．自己脱調復帰機構を用いた９．可動ステージの脱調状態からの復帰を行うことが可能となる。
【００６６】
図５は第２実施例における自己脱調復帰機構の拡大図である。第２実施例における３１．自己脱調復帰機構は第１実施例の３１．自己脱調復帰機構とほぼ同様の構成であり、第１実施例の３１．自己脱調復帰機構からの変更点は、第１実施例の３１．自己脱調復帰機構の３６．上下駆動機構には駆動源としてエアーシリンダや直動モータなどを持っていたが、第２実施例の３１．自己脱調復帰機構の４０．上下機構には駆動源を持たない構成になっている点である。
【００６７】
第２実施例における４０．上下機構による３９．定盤保持部の上下方法としては、図５（Ａ）のように３９．定盤保持部を２０．固定定盤から離れた上段の位置で保持するためには、４０．上下機構の内部に構成した４３バネの張力を用いて４１．上下機構固定側に対して４２上下機構可動側を押し付ける。４０．上下機構の内部に構成した４３バネの力を用いることにより、４０．上下機構は３９．定盤保持部を上段に安定して保持することができる。３９．定盤保持部を２０．固定上盤に保持固定を行うためには、２０．定盤保持部の２０．固定上盤を吸着する力、すなわち２０．定盤保持部と２０．固定上盤との間に発生する電磁吸着力又は真空吸着力等を用いて、３９定盤保持部は下方に移動し２０．固定定盤に対して保持固定を行う。２０．定盤保持部の２０．固定上盤を吸着する力を解除すれば、４０．上下機構の内部に構成した４３バネの力により３９．定盤保持部を上方に移動し、上段で安定して保持することができる。
【００６８】
このように３９．定盤保持部の２０．固定上盤を吸着する力を用いて、３９．定盤保持部の下方への移動と２０．固定上盤に保持固定を行うことができる。第２実施例における３１．自己脱調復帰機構は４０．上下機構に動力源を供給する必要がないため、より簡単な構成の３１．自己脱調復帰機構で９．可動ステージの脱調状態からの復帰を行うことが可能となる。第２実施例では４０．上下機構の内部にコイルばねを構成したが、バネは自己復元力を持った機構であれば何でも良く、引張りバネ、板バネ、空気バネ等の力を利用しても良い。
【００６９】
図６は第３実施例における自己脱調復帰機構の拡大図である。第３実施例における３１．自己脱調復帰機構の第１実施例の３１．自己脱調復帰機構からの変更点は、第１実施例の３１．自己脱調復帰機構では３３．回転機構により３６．上下駆動機構を回転させていたが、第３実施例の３１．自己脱調復帰機構では３６．上下駆動機構により３３．回転機構を上下駆動させている点である。第３実施例の３１．自己脱調復帰機構のように３６．上下駆動機構と３３．回転機構の配置を交換しても３９．定盤保持部を上下駆動と回転駆動できるので、３１．自己脱調復帰機構の回転保持機構を用いて９．可動ステージの脱調状態からの復帰を行うことが可能となる。
【００７０】
図７は第３実施例における自己脱調復帰機構を用いた９．可動ステージの２０．固定定盤の保持及び回転を行う定盤保持回転シーケンスを表す図である。図７（Ａ）のように９．可動ステージが通常ＸＹ駆動時は、３６．上下駆動機構により３９．定盤保持部を上方に固定されている。図７（Ｂ）は３１．自己脱調復帰機構により３６．上下駆動機構により３９定盤保持部を２０．固定上盤に接触させ、３９．定盤保持部は所定の保持方法（電磁チャック、真空吸着、摩擦保持など）で２０．固定定盤の保持を行う。図７（Ｃ）のように３１．自己脱調復帰機構により２０．固定上盤の保持を行った状態で回転駆動を行う。
【００７１】
９．可動ステージは３９定盤保持部を介して２０．固定上盤に固定されているので、９．可動ステージは２０．固定定盤に対して回転する。図７（Ｄ）は３１．自己脱調復帰機構の定盤保持を解除し、３６．上下駆動機構によりＺ方向上方に３９定盤保持部を移動する。以上のように第３実施例における３１．自己脱調復帰機構を用いた９．可動ステージの２０．固定定盤の保持及び回転を行う定盤保持回転シーケンスを行うことができるので、３１．自己脱調復帰機構を用いた９．可動ステージの脱調状態からの復帰が可能となる。
【００７２】
図８はツインステージ半導体露光装置の概略図を表している。ツインステージ半導体露光装置は原版である３．レチクルを保持する４．レチクルステージ、３．レチクル上露光光を照射する６．照明系部、露光される１．ウェハを保持する２．ウェハステージ、３．レチクルからの露光光を所定の倍率で１．ウェハに投影する５．投影光学系、１．ウェハ上のアライメントマーク及びステージ上の基準マークを計測し１．ウェハ内のアライメントと１．ウェハと３．レチクル間のアライメントを行う８．アライメント光学系、床から除振手段を介して各々の構成要素を保持している７．本体構造体と基本的な構成は従来例の露光装置と同様であるが、第４実施例におけるツインステージ半導体露光装置の２．ウェハステージには４４．可動ステージ１と４５．可動ステージ２の２つの可動ステージがある。
【００７３】
２．ウェハステージに４４．可動ステージ１と４５．可動ステージ２を配置することにより、半導体露光シーケンスにおけるウェハに露光を行う処理とウェハのアライメントを行う処理を並列に行うことができるので、従来のようにウェハに露光を行う処理とウェハのアライメントを行う処理を直列で行っていた方式よりも装置全体の処理速度を向上することができる。前記ツインステージ半導体露光装置の２．ウェハステージに平面モータ駆動方式を適用することにより、４４．可動ステージ１と４５．可動ステージ２を独立に自由に駆動することが可能となる。
【００７４】
図９は第４実施例における自己脱調復帰機構を構成したツイン平面モータステージを表した図である。図７のツイン平面モータステージは平面モータ駆動方式により４４．可動ステージ１と４５．可動ステージ２を駆動しており、駆動方式は平面パルスモータ駆動方式と平面ローレンツモータ駆動方式のいずれでもよい。図７では、図中左側の露光側で５．投影光学系によりウェハの露光処理を行い、図中右側のアライメント側で８．アライメント光学系により１．ウェハのアライメント処理を行い、４４．可動ステージ１と４５．可動ステージ２は露光処理とアライメント処理を並列で行う。各々の処理が終了した時点で４４．可動ステージ１と４５．可動ステージ２を入れ替えて、１．ウェハのアライメント処理の終了した可動ステージは１．ウェハの露光処理を行い、１．ウェハの露光処理が終了した可動ステージは不図示のウェハ搬送系により１．ウェハの回収供給を行い新たに供給された１．ウェハのアライメント処理を行う。このシーケンスを繰り返すことによりウェハの露光処理を連続して行う。
【００７５】
ツイン平面モータステージは４４．可動ステージ１と４５．可動ステージ２の位置を計測するための複数の２２．Ｘ干渉計と２５．Ｙ、ωＺ干渉計を配置し、２２．Ｘ干渉計と２５．Ｙ、ωＺ干渉計の干渉計計測光が４４．可動ステージ１と４５．可動ステージ２の駆動範囲全域において、４４．可動ステージ１と４５．可動ステージ２のＸバーミラとＹバーミラに照射するように構成されている。また電源ケーブル、信号ケーブ、空圧用配管類、冷却液配管類などを供給するための４６．実装ケーブルベア１が４４．可動ステージ１に、４８．実装ケーブルベア２が４５．可動ステージ２に接続されている。４４．可動ステージ１と４５．可動ステージ２の駆動範囲全域において４６．実装ケーブルベア１と４８．実装ケーブルベア２がストレスのない状態で可動ステージに実装ケーブルベアを確実に接続するために、４４．可動ステージ１の駆動に追従して４７．実装ケーブル駆動部１は追従駆動し、４５．可動ステージ２の駆動に対して４９実装ケーブル駆動部２は追従駆動を行う。
【００７６】
以上のような構成のツイン平面モータステージにおいて、４４．可動ステージ１と４５．可動ステージ２には自己脱調復帰機構はそれぞれの可動ステージに対して１つ構成されている。４４．可動ステージ１に対して５０．自己脱調復帰機構１と４５．可動ステージ２に対して５１．自己脱調復帰機構２を構成することにより、各々の可動ステージに不慮の外力が加わり、９．可動ステージがＸＹ軸に対してωＺ方向に回転し、９．可動ステージが脱調した状態に陥ったとしても、今まで述べてきたような実施例におけるシーケンスにより、自己脱調復帰機構を用いた可動ステージの脱調状態からの復帰を行うことが可能となる。
【００７７】
本実施例ではそれぞれの可動ステージに対して１つの自己脱調復帰機構を構成したが、それぞれの可動ステージに対して複数個の自己脱調復帰機構を構成してもよい。また本実施例では平面モータステージに二つの可動ステージを構成したが、平面モータステージに２つ以上の複数個の可動ステージを構成し、それぞれの可動ステージに１つ以上の自己脱調復帰機構を構成することにより、可動ステージの脱調状態からの復帰を行うことが可能となる。
【００７８】
前記実施例においては自己脱調復帰機構を用いた９．可動ステージの脱調状態からの復帰を行う構成及び方法を記載したが、３１．自己脱調復帰機構により９．可動ステージの脱調状態からの復帰する際には、可動ステージ回転角検出手段により２０．固定定盤上の脱調した９．可動ステージのωＺ座標を計測し、この９．可動ステージのωＺ座標より３１．自己脱調復帰機構で９．可動ステージを回転する回転角度を決定する必要がある。
【００７９】
また９．可動ステージのωＺ座標のほかに、可動ステージＸＹ座標検出手段により２０．固定定盤上の脱調した９．可動ステージのＸＹ座標も合わせて計測することができれば、３１．自己脱調復帰機構で９．可動ステージを回転する際の９．可動ステージの回転軌跡も合わせて計算することができる。９．可動ステージの回転軌跡を認識することができれば、９．可動ステージの回転軌跡での干渉物有無を判断することができ、より安全に自己脱調復帰機構を用いた９．可動ステージの脱調状態からの復帰を行うことが可能となる。
【００８０】
そこで自己脱調復帰機構による９．可動ステージの脱調状態からの復帰を行う際に用いる可動ステージ回転角検出手段及び可動ステージＸＹ座標検出手段の実施例に関して説明を行う。
【００８１】
図１０は第５実施例における可動ステージ回転角検出方法を表した図である。図１０（Ａ）は平面モータステージの概略図であり、平面モータステージの構成は第一実施例における平面モータと同様である。本実施例における回転角検出機構は、９．可動ステージと実測ケーブルベアの接続部である２９．可動側実装ケーブル接続部に構成する。
【００８２】
図１０（Ｂ）は２９．可動側実装ケーブル接続部（Ｂ部）の拡大図であり、９．可動ステージに接続した５３．可動ステージ側フランジ板と２８．実装ケーブルベアに接続した５２．ケーブルベア側フランジ板を５４．ベアリングを介してωＺ方向に摺動可能に接続を行う。５２．ケーブルベア側フランジ板と５３．可動ステージ側フランジ板のωＺ方向の回転角度を検出するために５５．エンコーダを取り付ける。以上のような構成により、５２．ケーブルベア側フランジ板と５３．可動ステージ側フランジはωＺ方向に回転自在であり、且つ５５．エンコーダを構成しているので５２．ケーブルベア側フランジ板に対する５３．可動ステージ側フランジのωＺ方向の回転角度を検出する。
【００８３】
図１１は第５実施例における可動ステージ回転角検出手段を用いた脱調した９．可動ステージのωＺ方向の回転角θを検出する方法をあらわす図である。図１１（Ａ）は９．可動ステージが通常駆動している状態を表す図であり、９．可動ステージはＸＹ軸方向に平行なωＺ方向の正規回転角で駆動しており、９．可動ステージに接続する５３．可動ステージ側フランジ板もＸＹ軸方向に平行なωＺ方向の正規回転角に保持されている。
【００８４】
また２８．実装ケーブルベアはＸＹ軸方向に平行なωＺ方向の正規回転角を保ったまま９．可動ステージに追従しているため、２８．実装ケーブルベアに接続する５２．ケーブルベア側フランジ板もＸＹ軸方向に平行なωＺ方向の正規回転角に保持されている。５３．可動ステージ側フランジ板と５２．ケーブルベア側フランジ板とは５４．ベアリングを介してωＺ方向に摺動可能に接続されているが、９．可動ステージが通常駆動している状態では５３．可動ステージ側フランジ板と５２．ケーブルベア側フランジ板とはＸＹ軸方向に平行なωＺ方向の正規回転角に保たれている。
【００８５】
図１１（Ｂ）は９．可動ステージがωＺ方向に回転角θだけ脱調した状態を表す図であり、９．可動ステージに接続する５３．可動ステージ側フランジ板は９．可動ステージの回転に伴ってωＺ方向の回転角θだけ回転するが、５３．可動ステージ側フランジ板と５２．ケーブルベア側フランジ板を５４．ベアリングを介してωＺ方向に摺動可能に接続されているので、２８．実装ケーブルベアに接続する５２．ケーブルベア側フランジ板は５３．可動ステージ側フランジ板の回転に伴うことなく通常搬送状態と同じωＺ方向の回転角であるＸＹ軸方向に平行なωＺ方向の正規回転角を保持している。
【００８６】
この５３．可動ステージ側フランジ板と５２．ケーブルベア側フランジ板のωＺ方向の回転角θを５５．エンコーダで検出することにより、ＸＹ軸方向に平行な正規のωＺ方向回転角に対する９．可動ステージのωＺ方向の回転角θを検出することができる。可動ステージ回転角検出方法により検出された９．可動ステージのωＺ方向の回転角θだけ３１．自己脱調復帰機構により９．可動ステージを回転することにより、９．可動ステージがωＺ方向に回転角θだけ脱調した状態から正規のωＺ方向の回転角に復帰することができるので、９．可動ステージをωＺ方向に回転角θだけ脱調した状態から正規のωＺ回転角で可動ステージが駆動できる状態に復帰することができる。
【００８７】
以上のように第５実施例の可動ステージ回転角検出方法により、自己脱調復帰機構を用いた可動ステージの脱調状態からの復帰を行うことが可能となる。
【００８８】
本実施例では９．可動ステージと２８．実装ケーブルベアの回転角度をエンコーダにより検出を行っていたが、９．可動ステージと２８．実装ケーブルベアの回転角度または回転関係がわかれば回転角検出方法は何でも良く、リニアエンコーダを回転角検出方法に用いた検出方法、櫛歯とフォトセンサを用いた検出方法、櫛歯と近接センサを用いた検出方法等でも良い。
【００８９】
本実施例では、一つの９．可動ステージが駆動している平面モータステージに関する実施例を記載したが、複数個の９．可動ステージが駆動している平面モータステージに関しても、各々の９．可動ステージ第５実施例の可動ステージ回転角検出方法を組み込むことにより、各々の９．可動ステージのωＺ方向の位置を検出するができる。
【００９０】
図１２は第６実施例における可動ステージ回転角検出方法を表した図である。本実施例は平面パルスモータ駆動方式での可動ステージ回転角検出方法に関する実施例である。
【００９１】
図１２は３１．自己脱調復帰機構を用いた９．可動ステージの脱調復帰駆動中の３１．自己脱調復帰機構の３３．回転機構の回転トルク変化を表した図である。９．可動ステージがＸＹ軸に対してωＺ方向に回転した脱調した状態から正規のωＺ回転角で９．可動ステージが駆動できる状態に復帰するために３１．自己脱調復帰機構を用いて９．可動ステージをωＺ方向の正規回転角になるように回転させる。９．可動ステージがωＺ方向の正規回転角に近づいてくると、平面パルスモータ駆動方式では、１０．プラテン部の１１．凸部と９．可動ステージの１２、１３．Ｘ、Ｙ電磁駆動ユニットの吸引力によりディテントトルクが発生し、ディテントトルクによるωＺ方向の自己復帰力によりモータの回転トルクは通常回転時のモータの回転トルクよりも減少する。
【００９２】
また３１．自己脱調復帰機構による回転が９．可動ステージをωＺ方向の正規回転角を超えて回転させると、ディテントトルクによるωＺ方向の自己復帰力によりモータの回転トルクは通常回転時のモータの回転トルクよりも増加する。また９．可動ステージがωＺ方向の正規回転角の状態では、ディテントトルクによるωＺ方向の自己復帰力は働かないのでモータの回転トルクは通常回転時のモータの回転トルクと同等になる。
【００９３】
このように平面パルスモータ駆動方式では、ディテントトルクによるωＺ方向の自己復帰力により変化する３１．自己脱調復帰機構の回転機構の回転トルクを検出することで９．可動ステージのωＺ方向の正規回転角を認識することができるので、９．可動ステージがωＺ方向に脱調した状態からωＺ方向の正規回転角で９．可動ステージが駆動できる状態に復帰することができる。
【００９４】
また３１．自己脱調復帰機構の回転機構の回転トルク変化を検出し、９．可動ステージをディテントトルクによるωＺ方向の自己復帰力が働いている状態で、回転機構のモータの励磁をＯＦＦすると平面パルスモータ駆動方式のディテントトルクによるωＺ方向の自己復帰力により自動的に９．可動ステージがωＺ方向の正規回転角に復帰する。
【００９５】
９．可動ステージをディテントトルクによるωＺ方向の自己復帰力が働いている状態は、９．可動ステージがωＺ方向の正規回転角に近づいて、ディテントトルクによるωＺ方向の自己復帰力によりモータの回転トルクは通常回転時のモータの回転トルクよりも減少した状態でもよいし、９．可動ステージをωＺ方向の正規回転角を超えて回転し、ディテントトルクによるωＺ方向の自己復帰力によりモータの回転トルクは通常回転時のモータの回転トルクよりも増加した状態でもよい。
【００９６】
このように第６実施例の可動ステージ回転角検出方法により、自己脱調復帰機構を用いた９．可動ステージの脱調状態からの復帰を行うことが可能となる。
【００９７】
本実施例では、一つの９．可動ステージが駆動している平面モータステージに関する実施例を記載したが、複数個の９．可動ステージが駆動している平面モータステージに関しても、各々の９．可動ステージ第６実施例の可動ステージ回転角検出方法を組み込むことにより、各々の９．可動ステージのωＺ方向の位置を検出するができる。
【００９８】
図１３は第７実施例における可動ステージ回転角検出方法および可動ステージＸＹ座標検出方法を表した図である。本実施例は平面ローレンツモータ駆動方式での可動ステージ回転角検出方法および可動ステージＸＹ座標検出方法に関する実施例である。
【００９９】
図１３は３１．自己脱調復帰機構を用いた９．可動ステージの脱調復帰駆動中における平面ローレンツモータ駆動方式の平面モータステージ上面図である。９．可動ステージがＸＹ軸に対してωＺ方向に回転した脱調した状態から正規のωＺ回転角で９．可動ステージが駆動できる状態に復帰するために３１．自己脱調復帰機構を用いて９．可動ステージをωＺ方向の正規回転角になるように回転させる。９．可動ステージをωＺ方向に回転すると、９．可動ステージに配置された１５．磁石群と固定定盤上に配置された１９．コイル部間に位置関係が変化するため、９．可動ステージに配置された１５．磁石群に対応するコイル部分に逆起電力が発生する。
【０１００】
図１３の平面モータステージにおいては、９．可動ステージの配置された１５．磁石群に対応する５６．Ｘ逆起電力発生コイルと５７．Ｙ逆起電力発生コイルのコイルに９．可動ステージの回転に伴う逆起電力が発生する。よって３１．自己脱調復帰機構を用いた９．可動ステージの回転に伴い逆起電力の発生する５６．Ｘ逆起電力発生コイルと５７．Ｙ逆起電力発生コイルの位置を認識することにより、９．可動ステージが固定定盤上の１９．コイル部のどの位置にあるかを認識することができる。以上のような方法で３１．自己脱調復帰機構を用いた９．可動ステージの回転に伴い逆起電力の発生するコイルの位置を認識することにより、可動ステージＸＹ座標を検出することができる。
【０１０１】
また９．可動ステージがωＺ方向の正規回転角に近づくにつれて９．可動ステージに配置された１５．磁石群に対応するコイルの数が減っていくため、９．可動ステージの回転に伴い逆起電力が発生する５６．Ｘ逆起電力発生コイルと５７．Ｙ逆起電力発生コイルの数は減少していき、逆起電力の発生する５６．Ｘ逆起電力発生コイルと５７．Ｙ逆起電力発生コイルの数は９．可動ステージがωＺ方向の正規回転角であるときが最小となる。
【０１０２】
よって３１．自己脱調復帰機構を用いた９．可動ステージの回転に伴い逆起電力の発生する５６．Ｘ逆起電力発生コイルと５７．Ｙ逆起電力発生コイルの個数を認識することにより、９．可動ステージが固定定盤上のどれくらい回転角を持っているか、９．可動ステージがωＺ方向の正規回転角はどの回転角のときかを認識することができる。以上のような方法で３１．自己脱調復帰機構を用いた９．可動ステージの回転に伴い逆起電力の発生するコイルの個数を認識することにより、可動ステージ回転角を検出することができる。
【０１０３】
以上のように第７実施例における可動ステージＸＹ座標検出方法及び可動ステージ回転角検出方法により、自己脱調復帰機構を用いた９．可動ステージの脱調状態からの復帰を行うことが可能となる。
【０１０４】
本実施例では９．可動ステージの回転に伴い逆起電力の発生するコイルの個数を認識することにより可動ステージ回転角を検出したが、９．可動ステージの回転に伴い発生するコイルの逆起電力の大きさを検出することにより可動ステージ回転角を検出してもよい。
【０１０５】
９．可動ステージがωＺ方向の正規回転角に近づくにつれて一つのコイルに対応する９．可動ステージに配置された１５．磁石群の数が増加していくため、コイルに発生する逆起電力は大きくなっていく。９．可動ステージの回転に伴い発生するコイルの逆起電力の大きさを認識することにより９．可動ステージがωＺ方向の正規回転角はどの回転角のときかを認識することができる。また、９．可動ステージの回転に伴い発生するコイルの逆起電力に比例するコイル、磁石間に働く回生ブレーキを３１．自己脱調復帰機構の回転機構の回転トルク変化を用いて検出することにより、９．可動ステージがωＺ方向の正規回転角はどの回転角のときかを認識することができる。
【０１０６】
本実施例では、一つの９．可動ステージが駆動している平面モータステージに関する実施例を記載したが、複数個の９．可動ステージが駆動している平面モータステージに関しても、各々の９．可動ステージ第７実施例の可動ステージ回転角検出方法および可動ステージＸＹ座標検出方法を組み込むことにより、各々の９．可動ステージのＸＹωＺ方向の位置を検出するができる。
【０１０７】
図１４は第８実施例における可動ステージ回転角検出方法および可動ステージＸＹ座標検出方法を表した図である。図１４は平面モータステージの可動ステージ回転角検出機構および可動ステージＸＹ座標検出機構の概略図であり、平面モータステージの構成は第一実施例における平面モータと同様である。本実施例における可動ステージ回転角検出方法および可動ステージＸＹ座標検出方法では、９．可動ステージのＸ軸に平行な側面に５８．Ｘリニア受光素子を配置し、９．可動ステージのＹ軸に平行な側面に５９．Ｙリニア受光素子を配置する。
【０１０８】
また、平面モータステージの外部に９．可動ステージの５８．Ｘリニア受光素子に向かってＸ軸方向に垂直に６０．Ｘ計測光を照射する６２．Ｘ投光部をＸ軸方向に平行に駆動可能な６４．Ｘ可動体上に配置し、６２．Ｘ投光部をＸ軸方向に駆動することにより９．可動ステージの駆動範囲全域において９．可動ステージの５８．Ｘリニア受光素子に６０．Ｘ計測光を照射できる。同様に平面モータステージの外部に９．可動ステージの５９．Ｙリニア受光素子に向かってＹ軸方向に垂直に６１．Ｙ計測光を照射する６３．Ｙ投光部をＹ軸方向に平行に駆動可能な６５．Ｙ可動体上に配置し、６３．Ｙ投光部をＹ軸方向に駆動することにより９．可動ステージの駆動範囲全域において９．可動ステージの５９．Ｙリニア受光素子に６１．Ｙ計測光を照射できる。
【０１０９】
図１５は第８実施例における可動ステージ回転角検出方法および可動ステージＸＹ座標検出方法を用いた、ωＺ方向に回転角θだけ脱調した９．可動ステージのＸＹωＺ方向の位置を検出する方法をあらわす図である。ωＺ方向に回転角θだけ脱調した９．可動ステージのＸＹωＺ方向の位置を計測するために、６４．Ｘ可動体をＸ軸方向に９．可動ステージの駆動範囲全域において走査して６２．Ｘ投光部より照射した６０．Ｘ計測光を５８．Ｘリニア受光素子で受光し、６２．Ｘ投光部が６０．Ｘ計測光を照射したＸ座標Ｘ１、及び、６２．Ｘ投光部がＸ座標Ｘ１位置で照射した６０．Ｘ計測光を受光する５８．Ｘリニア受光素子の計測位置ＸＬ１、を計測する。
【０１１０】
また同様に６５．Ｙ可動体をＹ軸方向に９．可動ステージの駆動範囲全域において走査して６３．Ｙ投光部より照射した６１．Ｙ計測光を５９．Ｙリニア受光素子で受光し、６３．Ｙ投光部が６１．Ｙ計測光を照射したＹ座標Ｙ１、Ｙ２、及び、６３．Ｙ投光部がＹ座標Ｙ１、Ｙ２位置で照射した６１．Ｙ計測光を受光する５９．Ｙリニア受光素子の計測位置ＹＬ１、ＹＬ２、を計測する。
【０１１１】
以上のように計測した計測結果を用いてωＺ方向に回転角θだけ脱調した９．可動ステージのＸＹωＺ方向の位置を算出する。９．可動ステージのωＺ方向の回転角θは、６１．Ｙ計測光を照射したＹ座標Ｙ１、Ｙ２間の距離Ｙ２−Ｙ１と、６３．Ｙ投光部が照射した６１．Ｙ計測光を受光する５９．Ｙリニア受光素子の計測位置ＹＬ１、ＹＬ２間の距離ＹＬ２−ＹＬ１とを用いた三角関数より、一意に算出することができる。
【０１１２】
また９．可動ステージのＸＹ座標は、先ほど算出した９．可動ステージのωＺ方向の回転角θと、６２．Ｘ投光部が６０．Ｘ計測光を照射したＸ座標Ｘ１、及び、６２．Ｘ投光部がＸ座標Ｘ１位置で照射した６０．Ｘ計測光を受光する５８．Ｘリニア受光素子の計測位置ＸＬ１と、６３．Ｙ投光部が６１．Ｙ計測光を照射したＹ座標Ｙ１、及び、６３．Ｙ投光部がＹ座標Ｙ１位置で照射した６１．Ｙ計測光を受光する５９．Ｙリニア受光素子の計測位置ＹＬ１とを用いて、一意に算出することができる。
【０１１３】
以上のように第８実施例の可動ステージ回転角検出方法により計測された９．可動ステージのωＺ方向の回転角θだけ３１．自己脱調復帰機構により９．可動ステージを回転することにより、９．可動ステージがωＺ方向に回転角θだけ脱調した状態から正規のωＺ方向の回転角に復帰することができる。また第８実施例の可動ステージＸＹ座標検出手段により計測された９．可動ステージのＸＹ座標により、３１．自己脱調復帰機構で９．可動ステージを回転する際の９．可動ステージの回転軌跡も合わせて計算することができるので、９．可動ステージの回転軌跡での干渉物有無を判断することができ、より安全に自己脱調復帰機構を用いた９．可動ステージの脱調状態からの復帰を行うことが可能となる。
【０１１４】
本実施例では、９．可動ステージのＸ軸方向に１点、Ｙ軸方向に２点計測することにより９．可動ステージのＸＹωＺ方向の位置を算出していたが、９．可動ステージのＸ軸方向に２点、Ｙ軸方向に１点計測しても同様に．可動ステージのＸＹωＺ方向の位置を算出することができる。また９．可動ステージのＸ軸方向に複数点、Ｙ軸方向に複数点計測することにより９．可動ステージのＸＹωＺ方向の位置を計測すると、各々の計測誤差を平均化することができるのでより精度の高い９．可動ステージのＸＹωＺ方向の位置を算出することが可能となる。
【０１１５】
本実施例では９．可動ステージに５８．Ｘリニア受光素子と５９．Ｙリニア受光素子を配置して、９．可動ステージのＸ軸方向に１点、Ｙ軸方向に２点計測することにより９．可動ステージのＸＹωＺ方向の位置を算出していた。しかし図１６のように９．可動ステージのＸ軸に平行な側面に一つの受光素子である６６．Ｘ受光素子を配置し、９．可動ステージのＹ軸に平行な側面に二つの受光素子である６７．Ｙ受光素子１と６８．Ｙ受光素子２を構成しても、６２．Ｘ投光部がＸ方向に６３．Ｙ投光部がＹ方向に走査することにより９．可動ステージのＸ軸方向に１点、Ｙ軸方向に２点計測することができるので、９．可動ステージのＸＹωＺ方向の位置を算出することができる。
【０１１６】
また同様に９．可動ステージのＸ軸に平行な側面に一つの受光素子である６６．Ｘ受光素子を配置し、９．可動ステージのＹ軸に平行な側面に５９．Ｙリニア受光素子を構成しても、６２．Ｘ投光部がＸ方向に６３．Ｙ投光部がＹ方向に走査することにより９．可動ステージのＸ軸方向に１点、Ｙ軸方向に２点計測することができるので、９．可動ステージのＸＹωＺ方向の位置を算出することができる。
【０１１７】
また本実施例では９．可動ステージに５８．Ｘリニア受光素子と５９．Ｙリニア受光素子を配置して６２．Ｘ投光部がＸ方向に６３．Ｙ投光部がＹ方向に走査することにより、９．可動ステージのＸ軸方向に１点、Ｙ軸方向に２点計測することにより９．可動ステージのＸＹωＺ方向の位置を算出していた。しかし図１７のように平面モータステージの外部に複数個の６２．Ｘ投光部と複数個の６３．Ｙ投光部を配置し、９．可動ステージの５８．Ｘリニア受光素子と５９．Ｙリニア受光素子に対して、６２．Ｘ投光部と６３．Ｙ投光部からの計測光が５８．Ｘリニア受光素子には１点以上、５９．Ｙリニア受光素子には２点以上常に照射するようにしても、同様の効果を得ることができる。以上のような構成においても、９．可動ステージのＸ軸方向に１点、Ｙ軸方向に２点計測することができるので、９．可動ステージのＸＹωＺ方向の位置を算出することができる。
【０１１８】
本実施例では、一つの９．可動ステージが駆動している平面モータステージに関する実施例を記載したが、複数個の９．可動ステージが駆動している平面モータステージに関しても、各々の９．可動ステージ第８実施例の可動ステージ回転角検出方法および可動ステージＸＹ座標検出方法を組み込むことにより、各々の９．可動ステージのＸＹωＺ方向の位置を検出するができる。
【０１１９】
図１８は第９実施例における可動ステージ回転角検出方法および可動ステージＸＹ座標検出方法を表した図である。図１４は平面モータステージの可動ステージ回転角検出方法および可動ステージＸＹ座標検出方法の概略図であり、平面モータステージの構成は第一実施例における平面モータと同様である。本実施例における可動ステージ回転角検出方法および可動ステージＸＹ座標検出方法では、９．可動ステージ上に２つ以上の発行素子を配置する。また９．可動ステージの駆動範囲全域を撮像できるような７１．撮像領域をもった７０．２次元受光素子を配置する。
【０１２０】
第９実施例における可動ステージ回転角検出方法および可動ステージＸＹ座標検出方法を用いた、ωＺ方向に回転角θだけ脱調した９．可動ステージのＸＹωＺ方向の位置を検出する方法は以下のとおりである。ωＺ方向に回転角θだけ脱調した９．可動ステージのＸＹωＺ位置を計測するために、９．可動ステージ上の２つの６９．発光素子を発光し、発光した６９．発光素子の位置を７０．２次元受光素子で計測する。９．可動ステージのωＺ方向の回転角θは、２つの６９．発光素子を結んだ直線と７０．２次元受光素子の計測基準に対する傾きより傾きより一意に算出することができる。９．可動ステージのＸＹ座標は、７０．２次元受光素子の計測基準に対する２つの６９．発光素子の位置により一意に算出ずることができる。
【０１２１】
以上のように第９実施例の可動ステージ回転角検出方法により計測された９．可動ステージのωＺ方向の回転角θだけ３１．自己脱調復帰機構により９．可動ステージを回転することにより、９．可動ステージがωＺ方向に回転角θだけ脱調した状態から正規のωＺ方向の回転角に復帰することができる。また第８実施例の可動ステージＸＹ座標検出手段により計測された９．可動ステージのＸＹ座標により、３１．自己脱調復帰機構で９．可動ステージを回転する際の９．可動ステージの回転軌跡も合わせて計算することができるので、９．可動ステージの回転軌跡での干渉物有無を判断することができ、より安全に自己脱調復帰機構を用いた９．可動ステージの脱調状態からの復帰を行うことが可能となる。
【０１２２】
本実施例では、９．可動ステージに２つの６９．発光素子を配置し、２つの６９．発光素子の位置を７０．２次元受光素子で計測することにより算出した。しかし図１９のように９．可動ステージに１つの６９．発光素子と１つの７２．リニア発光素子を配置しても同様の効果を得ることができる。以上のような構成においても、９．可動ステージ上の１つの７２．リニア発光素子の７０．２次元受光素子の計測基準に対する傾きにより９．可動ステージのωＺ方向の回転角θを算出し、９．可動ステージのＸＹ座標は、７０．２次元受光素子の計測基準に対する１つの６９．発光素子と１つの７２．リニア発光素子の位置により算出することができる。
【０１２３】
本実施例では９．可動ステージの６９．発光素子の位置を７０．２次元受光素子により検出を行っていたが、７０．２次元受光素子は９．可動ステージ上の６９．発光素子の位置を２次元的に検出できればなんでもよく、７０．２次元受光素子は２次元ＣＭＯＳセンサ、２次元ＣＣＤセンサ等でもよく、また１次元ＣＣＤセンサ等の１次元受光素子を９．可動ステージ駆動範囲内を全面走査することにより９．可動ステージ上の６９．発光素子の位置を検出しても良い。また一つの７０．２次元受光素子で９．可動ステージ駆動範囲内を検出していたが、複数個の７０．２次元受光素子を用いて９．可動ステージ駆動範囲内を検出し、９．可動ステージのＸＹωＺ方向の位置を検出してもよい。
【０１２４】
本実施例では、一つの９．可動ステージが駆動している平面モータステージに関する実施例を記載したが、複数個の９．可動ステージが駆動している平面モータステージに関しても、各々の９．可動ステージ第９実施例の可動ステージ回転角検出方法および可動ステージＸＹ座標検出方法を組み込むことにより、各々の９．可動ステージのＸＹωＺ方向の位置を検出するができる。
【０１２５】
第１０実施例における９．可動ステージの可動ステージ回転角検出方法および可動ステージＸＹ座標検出方法を行う方法は以下に記載する。本実施例は平面パルスモータ駆動方式での可動ステージ回転角検出方法および可動ステージＸＹ座標検出方法に関する実施例である。
【０１２６】
第１０実施例における平面モータステージの構成は第一実施例における平面モータと同様である。９．可動ステージにプラテン部の凸部を検出する凸部検出機構を設ける。９．可動ステージ駆動中、及び、９．可動ステージに不慮の外力が加わり９．可動ステージがωＺ方向に回転するときも凸部検出機構によりプラテン部の凸部個数を計測し、プラテン部の凸部検出機構で検出したプラテン部の凸部の個数により、９．可動ステージのＸＹωＺ方向の位置を推測する。
【０１２７】
以上のように第９実施例の可動ステージ回転角検出方法により計測された９．可動ステージのωＺ方向の回転角θだけ３１．自己脱調復帰機構により９．可動ステージを回転することにより、９．可動ステージがωＺ方向に回転角θだけ脱調した状態から正規のωＺ方向の回転角に復帰することができる。
【０１２８】
また第８実施例の可動ステージＸＹ座標検出手段により計測された９．可動ステージのＸＹ座標により、３１．自己脱調復帰機構で９．可動ステージを回転する際の９．可動ステージの回転軌跡も合わせて計算することができるので、９．可動ステージの回転軌跡での干渉物有無を判断することができ、より安全に自己脱調復帰機構を用いた９．可動ステージの脱調状態からの復帰を行うことが可能となる。
【０１２９】
プラテン部の凸部を検出する凸部検出機構はプラテン部の凸部を検出できればプラテン部の凸部方式は何でも良く、１次元受光素子、２次元受光素子、近接センサ、渦電流センサ等を用いた凸部検出機構でもよい。
【０１３０】
本実施例では、一つの９．可動ステージが駆動している平面モータステージに関する実施例を記載したが、複数個の９．可動ステージが駆動している平面モータステージに関しても、各々の９．可動ステージ第９実施例の可動ステージ回転角検出方法および可動ステージＸＹ座標検出方法を組み込むことにより、各々の９．可動ステージのＸＹωＺ方向の位置を検出するができる。
【０１３１】
第５実施例から第１０実施例において可動ステージ回転角検出方法および可動ステージＸＹ座標検出方法を独立な方法として記載したが、それぞれ一つ一つの実施例を組み合わせて可動ステージ回転角検出および可動ステージＸＹ座標検出することにより、精度の高い９．可動ステージの位置検出を行うことができるので、より安全に３１．自己脱調復帰機構を用いた９．可動ステージの脱調状態からの復帰を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】本発明の第１実施例に係る平面モータステージの自己脱調復帰機構概略図で（ａ）は平面モータステージ上面図（ｂ）は平面モータステージ側面図である。
【図２】第１実施例に係る自己脱調復帰機構の拡大図である。
【図３】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）自己脱調復帰機構を用いた可動ステージの固定定盤の保持及び回転を行う定盤保持回転シーケンスを表す図である。
【図４】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）自己脱調復帰機構を用いた可動ステージの脱調状態からの復帰のシーケンスを表す図である。
【図５】（Ａ）（Ｂ）第２実施例における自己脱調復帰機構の拡大図である。
【図６】第３実施例における自己脱調復帰機構の拡大図である。
【図７】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）第３実施例における自己脱調復帰機構を用いた９．可動ステージの２０．固定定盤の保持及び回転を行う定盤保持回転シーケンスを表す図である。
【図８】ツインステージ半導体露光装置の概略図である。
【図９】第４実施例における自己脱調復帰機構を構成したツイン平面モータステージを表した図である。
【図１０】（Ａ）（Ｂ）第５実施例における可動ステージ回転角検出方法を表した図である。
【図１１】（Ａ）（Ｂ）第５実施例における可動ステージ回転角検出手段を用いた脱調した９．可動ステージのωＺ方向の回転角θを検出する方法を表す図である。
【図１２】第６実施例における可動ステージ回転角検出方法を表した図である。
【図１３】第７実施例における可動ステージ回転角検出方法および可動ステージＸＹ座標検出方法を表した図である。
【図１４】第８実施例における可動ステージ回転角検出方法および可動ステージＸＹ座標検出方法を表した図である。
【図１５】第８実施例における可動ステージ回転角検出方法および可動ステージＸＹ座標検出方法を用いた、ωＺ方向に回転角θだけ脱調した９．可動ステージのＸＹωＺ方向の位置を検出する方法を表す図である。
【図１６】第８実施例における可動ステージ回転角検出方法および可動ステージＸＹ座標検出方法の別例を示す図である。
【図１７】第８実施例における可動ステージ回転角検出方法および可動ステージＸＹ座標検出方法の別例を示す図である。
【図１８】第９実施例における可動ステージ回転角検出方法および可動ステージＸＹ座標検出方法を表した図である。
【図１９】第９実施例における可動ステージ回転角検出方法および可動ステージＸＹ座標検出方法の別例を示す図である。
【図２０】従来の半導体露光装置を表した図である。
【図２１】平面パルスモータ駆動方式の概略図で（ａ）は平面パルスモータ駆動方式上面図（ｂ）は平面パルスモータ駆動方式側面図である。
【図２２】平面ローレンツモータ駆動方式の一例の概略図を表した図である。
【符号の説明】
【０１３３】
１．  ウェハ
２．  ウェハステージ
３．  レチクル
４．  レチクルステージ
５．  投影光学系
６．  照明系
７．  本体構造体
８．  アライメント光学系
９．  可動ステージ
１０．  プラテン部
１１．  凸部
１２．  Ｘ電磁駆動ユニット
１３．  Ｙ電磁駆動ユニット
１４．  樹脂
１５．  磁石群
１６．  Ｘ推力発生コイル
１７．  Ｙ推力発生コイル
１８．  ωＺ推力発生コイル
１９．  コイル部
２０．  固定定盤
２１．  Ｘバーミラー
２２．  Ｘ干渉計
２３．  Ｘ干渉計計測光
２４．  Ｙバーミラー
２５．  Ｙ、ωＺ干渉計
２６．  Ｙ干渉計計測光
２７．  ωＺ干渉計計測光
２８．  実装ケーブルベア
２９．  可動側実装ケーブル接続部
３０．  固定側実装ケーブル接続部
３１．  自己脱調復帰機構
３２．  自己脱調復帰機構フランジ部
３３．  回転機構
３４．  回転機構固定側
３５．  回転機構回転側
３６．  上下駆動機構
３７．  上下駆動機構固定側
３８．  上下駆動機構駆動側
３９．  定盤保持部
４０．  上下機構
４１．  上下機構固定側
４２．  上下機構可動側
４３．  バネ
４４．  可動ステージ１
４５．  可動ステージ２
４６．  実装ケーブルベア１
４７．  実装ケーブル駆動部１
４８．  実装ケーブルベア２
４９．  実装ケーブル駆動部２
５０．  自己脱調復帰機構１
５１．  自己脱調復帰機構２
５２．  ケーブルベア側フランジ板
５３．  可動ステージ側フランジ板
５４．  ベアリング
５５．  エンコーダ
５６．  Ｘ逆起電力発生コイル
５７．  Ｙ逆起電力発生コイル
５８．  Ｘリニア受光素子
５９．  Ｙリニア受光素子
６０．  Ｘ計測光
６１．  Ｙ計測光
６２．  Ｘ投光部
６３．  Ｙ投光部
６４．  Ｘ可動体
６５．  Ｙ可動体
６６．  Ｘ受光素子
６７．  Ｙ受光素子１
６８．  Ｙ受光素子２
６９．  発光素子
７０．  ２次元受光素子
７１．  撮像領域
７２．  リニア発光素子
【図１】
2006245484.tif 000003
【図２】
2006245484.tif 000004
【図３】
2006245484.tif 000005
【図４】
2006245484.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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